I2C之AT24C04总结

I2C之AT24C04总结济南职业学院电子工程系朱志强1、AT24C04介绍2、AT24C04之准备工作3、AT24C04之小试牛刀4、对应源程序2010年7月28日1、AT24C04介绍关于I2C的介绍，这里就不用说了，直接介绍24C04了。24C04是4K位串行CMOSE2PROM。引脚的认识：SCL串行时钟引脚SDA串行数据/地址A0、A1、A2器件地址输入端WP写保护（WP管脚连接到Vcc，所有的内容都被写保护（只能读）。当WP管脚连接到Vss或悬空，允许器件进行正常的读/写操作。）2、AT24C04之准备工作首先，我们先查看一下实验板上面的接线图。如图1所示。图124c04连接图我们要注意的第一点是器件地址全部是0，即接地处理。第二点是读写保护WP接地，意味着我们可以随意存取。第三点是我们要用到的引脚连接到了P3^6和P3^7上。在这里还要提醒一下，就是引脚上一定要有上拉电阻！阻值在470~1k都可以的，具体的数值可以参考相关的手册。在程序里我们需要先做以下定义：sbitAT24C04_SCL=P3^7;sbitAT24C04_SDA=P3^6;在写这个程序的时候，要使用到键盘，不用太多按键，我们暂时只用四个。把实验板上面的跳线JP8接到“-”端上，使第一行的按键变为独立键盘就可以了。线路图如图2所示。图2键盘部分电路图键盘这部分我就不说了吧，直接附上我用到的这部分程序，在我的程序中，并没有判断按键是否松开，而是使用的延时，这样的好处是一直按着按键，数据会一直在变化，要不然，频繁的按真的很累人。转到按键程序对于里面用到的延时函数，一个是US级延时函数，一个是ms级延时函数，分别调用一下是延时2us和1ms。对于显示部分吧，使用的就是LCD1602显示了。这部分程序参见这里。显示程序说完了这些，准备的就差不多了，我们可以对着PDF写AT24C04程序了。3、AT24C04之小试牛刀我们打破PDF中的介绍顺序，按照实际写程序时的顺序分开分析。第一项是我们要用她，那就要知道她是怎么开始吧？这就是I2C总线时序中的开始和停止。时序图如下。图3开始停止时序有一个需要注意的地方，就是当SCL为高电平时，所有的SDA的变化都会被认为是开始或停止信号。所以，我们必须注意，在对SDA进行操作之前，一定要注意SCL的值。例如在我们写开始信号之前，我们没法判断两个信号的具体电位，那么我们就要做最坏的打算。首先SDA=1，然后SDA=0，此间要让SCL保持在高电平。为保证SCL为高电平，我们要用SCL=1指令使SCL保持在高电平。SCL放在什么位置就成了重点。如果我们SDA变为高电平之前，这样却成了SCL=1后SDA=1，形成了停止信号！！这个是我们要避免的，那么我们就要让SDA变化的时候，全部避开SCL为高电平段。程序如下。voidI2C_START(){//AT24C04_SCL=0;delayus(1);//这样做有些繁琐，我们可以直接不用，因为我们跳出//所有的子函数时，都会让SCL=0！！！AT24C04_SDA=1;delayus(1);//注意先后顺序AT24C04_SCL=1;delayus(1);AT24C04_SDA=0;delayus(1);//下降沿开始AT24C04_SCL=0;delayus(1);}我们以同样的思维，可以得到停止子函数，如下。voidI2C_STOP(){AT24C04_SCL=0;delayus(1);AT24C04_SDA=0;delayus(1);AT24C04_SCL=1;delayus(1);AT24C04_SDA=1;delayus(1);//上升沿停止}下面我们来看一下写的时序。图4写时序时序的第一部分给我们展现了一个第八位数据写完后的情况，也就是说要有一个ACK应答信号。具体关于ACK应答信号的内容，可以参考器件手册。第二部分是从开始到停止。至于时序图中给出的时间我们可以不用考虑。只需要记住，当SDA变化时SCL为0，SDA变化完后，SCL在变为1来告知24C04接收数据线上的信号。具体的实现函数如下所示。voidI2C_Wdata(unsignedchardata4){unsignedchari;unsignedchartemp;temp=data4;for(i=0;i8;i++){AT24C04_SCL=0;temp=temp1;//先发送高位AT24C04_SDA=CY;delayus(1);AT24C04_SCL=1;delayus(1);}AT24C04_SCL=0;delayus(1);}这里还需要注意的一点是我们每当SDA或者SCL变化一次，就会调用一下delayus（1）来延时2us，是用来稳定信号和保证信号保持的时间。上面是写的时序，我们还要有读的子函数啊……其实，读得时序和写的时序差不多，只不过是反过来的。既然是读，发送方就是24C04，接收方式单片机。每次都是让SCL为1，使得24C04掌握对SDA的控制权。而单片机的任务就是在把SCL拉高后，监视SDA的变化并读出SDA上的数据。下面就是读的子函数。unsignedcharI2C_Rdata(){unsignedchari;unsignedchartemp;unsignedchark;AT24C04_SCL=0;delayus(1);AT24C04_SDA=1;//等待24C02发回来的信号for(i=0;i8;i++){AT24C04_SCL=1;delayus(1);if(AT24C04_SDA==1)k=1;elsek=0;temp=temp1;temp=temp|k;//读数据时高位在前AT24C04_SCL=0;}delayus(1);returntemp;}此时，我们还需要添加上ACK回应信号。我们先来看看它的时序图。图5ACK应答信号从时序图我们可以看出，ACK就是24C04还给单片机的一个低电平信号，它发生在第九个时钟脉冲上。如果我们用不到哪个ACK的话，我们只需要给出第九个时钟脉冲就可以了。示例程序如下。voidI2C_ACK(){unsignedchari;//可以去掉AT24C04_SCL=1;delayus(1);while((AT24C04_SDA==1)&&(i511))//这部分可以去掉i++;//可以去掉AT24C04_SCL=0;delayus(1);}以上三个是读写的重要子函数，加上开始和停止，有关于AT24C04的函数部分，都是由这五个组成的。下面我们来分析一下可操作的和写。先来分析写字节函数吧。下面是它的时序图。图6字节写时序从时序图中我们可以看到，第一部分是开始（START）,这部分调用开始函数就可以了。第二部分器件地址，这个是由单片机发送给24C04的，选用写子函数就可以了。别忘了还有一个ACK应答。第三部分是字节地址，就是你想把要存储的数据存储到哪个单元里。第四部分是发送要存储的数据。第五部分就是停止部分（STOP）。现在我们来分析一下什么是器件地址吧。在I2C总线的协议中，某些器件被指定为特定的地址，这个特定的地址占用了器件地址的前四位。具体的怎么定义的可以参考部分资料。I2C器件的手册里也给出了自己的器件地址。我们以AT24C04的器件地址为例分析吧。图7AT24C04的器件地址A2，A1是我们自己可以选择的，对应的是可以接地或者接高电平。a8是可以用单片机控制的，但是我们的实验板上直接当做A0给接地处理了。这样做虽然是使器件地址变简单了，但是，24c04有一半的存储区域我们没有用到，也就相当于用了一个AT24C02了。最后一位读写控制位，从非号“¯”我们看出，此位是1表示读，此位是0则表示写！！！那么我们就可以得到对24C04写的器件地址是0XA0，读的器件地址是0XA1（见图1）。由此我们就可以按顺序写出字节写的子函数了。如下所示。voidI2C_xie(unsignedchardata5,unsignedchardata6){I2C_START();I2C_Wdata(0xa0);//写入型总线I2C_ACK();I2C_Wdata(data5);//写入数据的存储地址I2C_ACK();I2C_Wdata(data6);//待写入的数据I2C_ACK();I2C_STOP();}我们在用同样的方法分析一下选择性读的时序。时序图如下。图8选择性读时序图有这个图我们可以分析到如下的选择性读子函数。unsignedcharI2C_du(unsignedchardata7){unsignedchardata8;I2C_START();I2C_Wdata(0xa0);//写入型总线I2C_ACK();I2C_Wdata(data7);//需要读出数据的地址I2C_ACK();I2C_START();//再一次重新开始I2C_Wdata(0xa1);//读出型总线I2C_ACK();data8=I2C_Rdata();//转存读出的数据I2C_STOP();returndata8;//返回读出的数据}现在我们基本上就把AT24C04的读写的部分完成了。至于PDF中提到的其他的用法，大家可以自己琢磨琢磨。比如，下面是页写的时序图。图9页写时序图我们就得到了如下的页写程序。/************************************************************AT24C04页写函数变量：data5页写首地址data6页写的数据的个数************************************************************/voidI2C_YExie(unsignedchardata5,unsignedchardata6){unsignedchar*p;unsignedchari;unsignedchark;p=tab;//unsignedchartab[]={//0123456789//};k=data6;I2C_START();I2C_Wdata(0xa0);I2C_ACK();I2C_Wdata(data5);I2C_ACK();for(i=0;ik;i++){I2C_Wdata(*p++);I2C_ACK();}I2C_STOP();}4、对应源程序最后附上全体函数，有利于大家临摹学习。使用实验板的时候，先调节跳线帽的位置并添加上1602液晶，程序使用的是1602A（即普通16脚液晶）显示。按照按键电路图的顺序定义K1,K2,K3和K4。K1是显示的数据加1，K2是显示的数据减1，K3是将显示的数据存储进AT24C04中，K4是将存储在AT24C04中的数据显示出来。这个函数没有使用到页写和一些其他的功能，大家可以自己写一个更好的，将存储的字节位置也能够用户定义。网上有些不错的例子，比如通过每次复位初始化的时候给AT24C04中的一个数据加1来统计单片机复位的次数。大家可以试着写一下，无非就是对一个存储的数据先读，加1，在写回到原来的存储字节中。#includeat89x52.h/************************************************************/sbitLCD1602_RS=P2^7;sbitLCD1602_RW=P2^6;sbitLCD1602_E=P2^5;sbitAT24C04_SCL=P3^7;sbitAT24C04_SDA=P3^6;/************************************************************/unsignedcharx;//用于统计计数，存入unsignedchartab[]={0123456789};/************************************************************/voiddelayus(unsignedintus){while(us--);}voiddelayms(uns